După aproape 3 decenii de abstractizări, matematică și imaginaţie, teoria corzilor e asociată în cele din urmă cu un proces real. O echipă de cercetători olandezi a reuşit în premieră să explice un fenomen fizic folosind concepte ale acestei controversate teorii.
Este vorba de aşa-numita stare cuantică critică, fenomen legat de supraconducţie, care până acum nu fusese înţeles.
Teoria corzilor (sau teoria stringurilor) reprezintă de fapt un ansamblu de mai multe teorii dezvoltate din anii ‘80 până în prezent de matematicieni și fizicieni. Prin intermediul acestora se încearcă obţinerea unui fundament teoretic care să cuprindă toată fizica (să explice într-o singură teorie atât gravitaţia, cât și celelalte interacţiuni fundamentale). În dezvoltarea ei, teoria a înglobat multe concepte deja existente în fizica modernă, cum ar fi modelul standard al particulelor elementare, fiind construită într-un mod care să armonizeze aceste concepte. În paralel a fost elaborat un nou aparat matematic, necesar pentru descrierea teoriei într-un mod abstract.
Ideea de bază în teoria corzilor este că toate particulele elementare, deşi noi ni le imaginăm drept punctiforme, ar fi de fapt nişte corzi minuscule, închise sau deschise, care vibrează. Vibrând în diferite moduri, coarda ar determina apariţia unui tip sau altuia de particulă elementară, devenind astfel adevărata “cărămidă fundamentală” a Universului. Bineînţeles că această idee pare interesantă și frumoasă pentru foarte mulţi oameni, ducându-i pe unii cu gândul la mistici, la filozofiile orientale, care afirmă că întreg Universul este Vibraţie, la Lewis şi Tolkien, ale căror lumi imaginare fuseseră create prin muzică sau chiar la Biblie, unde se spune că lumea a fost creată prin Cuvânt.
Protonul şi quarcurile din componenţa lui reprezentate sub formă de corzi
Practic însă va fi foarte greu, probabil imposibil în viitorul apropiat, de testat şi observat experimental existenţa şi natura acestor corzi, energiile necesare pentru aceasta fiind mult mai mari decât cele cu care lucrează LHC-ul, cel mai mare accelerator de particule construit până astăzi.
Pentru a fi însă validată experimental, teoria stringurilor ar trebui să explice elemente sau procese fizice care nu pot fi înţelese altfel. Un prim pas în acest sens a fost reuşit de cercetătorii de la Universitatea Leiden din Olanda, în domeniul supraconductibilității.
Prin supraconductivitate se înţelege deplasarea electronilor printr-un metal fără nici un fel de rezistenţă, ceea ce este relativ uşor de realizat la temperaturi apropiate de 0 absolut, când agitaţia termică este aproape inexistentă. Fenomenul apare însă în anumite condiţii şi la temperaturi mai ridicate, atunci când electronii intră într-o stare denumită generic stare cuantică critică. În conformitate cu afirmaţia cercetătorului Jan Zaanen, înțelegerea acestui efect reprezintă un pas important pentru înțelegerea supraconducţiei la temperaturi înalte. Starea cuantică critică nu fusese însă înțeleasă timp de 15 ani, deşi existau multe informaţii obţinute experimental pe această temă.
Înţelegerea a venit acum prin asemănarea situaţiei în care electronii intră şi ies din starea cuantică critică cu situaţia în care un electron pătrunde într-o gaură neagră, făcând-o să vibreze. Legătura a fost făcută în baza corespondenţei Ads/CFT, ce constituie un aspect al teoriei corzilor ce se ocupă de transpunerea fenomenelor ce au loc la scara cosmică în fenomene ce au loc la scară cuantică. Astfel s-a obţinut o descriere bună a stării cuantice critice, matematica aferentă rezultată din teoria stringurilor funcționând mai bine decât era de aşteptat iniţial.
Această descoperire reprezintă atât un pas important pentru înţelegerea supraconductibilității la temperaturi ridicate, cât şi un prim pas spre o eventuală confirmare experimentală a teoriei corzilor.
Sursa: Physorg.com.
